近日，在福建省廈門市的一些大型超市、酒店里開始出現(xiàn)一種綠色安全且口感非常好的特殊蔬菜，并且深受大眾喜愛。這種蔬菜之所以特殊，是因為它們生長在無須陽光和土壤的植物工廠里，不會受到環(huán)境的影響和污染。
 
　　11月底，記者實地探訪了位于福建省安溪縣湖頭光電園區(qū)的全球最大植物工廠，一排排架子上整整齊齊地生長著綠色蔬菜，有生菜、小白菜、水晶冰菜等，在節(jié)能LED燈的映照下光彩熠熠、精神抖擻，隨意摘一片葉子品嘗，感覺十分爽口。
 
　　近年來，中國科學院植物研究所(以下簡稱植物所)和福建三安集團共同發(fā)起成立的福建省中科生物股份有限公司(以下簡稱中科三安)，采用光生物學的技術和理念，進行植物工廠的技術研發(fā)和產業(yè)化應用。11月28日，雙方共同發(fā)起的福建省中科生物股份有限公司院士專家工作站正式成立。同期，由福建省科技廳主辦、中科三安承辦的以“光生物技術應用與植物工廠產業(yè)化”為主題的第二十四次鼓嶺科學會議舉行。
 
　　“院士專家工作站的成立，非常合適也非常重要，真正做到了強強聯(lián)合。植物所扎實的光生物學科研基礎與中科三安雄厚的光電技術相碰撞，打造一個戰(zhàn)略新興產業(yè)，今后在國內外會有很強的競爭力�！敝袊茖W院院士、植物所研究員匡廷云在接受記者采訪時如是說。
 
　　強強聯(lián)合探路千億級產業(yè)
 
　　隨著環(huán)境污染的加劇、水資源和土地資源的緊缺，農業(yè)生產面臨越來越大的壓力。科學家們開始探尋一種全新的顛覆性的生產模式——全智能化植物工廠。
 
　　“植物工廠是光電產業(yè)與生物學產業(yè)結合的新興產業(yè)形式，不受自然環(huán)境制約，具有全天候高效的生產方式，能大幅提高土地利用率、降低勞動成本，代表著未來農業(yè)的發(fā)展方向。”匡廷云說，目前僅有美、日、歐等少數(shù)發(fā)達國家掌握這項技術并形成成熟產業(yè)。根據(jù)相關產業(yè)預測，到2020年全球用于植物生長的LED光源產值將達到數(shù)百億美元，植物育成產值可達到數(shù)千億美元。
 
　　福建三安集團也看到了植物工廠未來廣闊的發(fā)展前景。隨著成本大幅降低，照明滲透率逐步提高，LED成為高效節(jié)能的新一代綠色照明光源。到2020年，半導體照明產業(yè)整體產值要達到萬億元規(guī)模，LED的研發(fā)和應用，將達到一個前所未有的黃金期。LED照明產業(yè)的發(fā)展也正契合了植物工廠產業(yè)化和井噴爆發(fā)期的需求。
 
　　要想從光電產業(yè)跨界到“光生物”產業(yè)，如何讓兩個領域擦出全新的火花，如何發(fā)揮自身優(yōu)勢將產業(yè)做大做強，福建三安集團意識到需要科技的支撐，于是他們積極尋求植物所的幫助。2015年，雙方共同發(fā)起成立了中科三安，合力開展植物工廠的有關工作，以期共同推動光生物產業(yè)的快速發(fā)展。
 
　　“雙方的合作可以充分發(fā)揮各自在植物學領域與光電技術領域的特長，真正實現(xiàn)優(yōu)勢互補。”中科三安總經理占卓在接受《中國科學報》記者采訪時表示。
 
　　協(xié)同創(chuàng)新誕生最大植物工廠
 
　　匡廷云介紹，我國植物工廠起步雖然較晚，但發(fā)展速度非�？欤蒲信c產業(yè)界近年來開展相關領域的一系列研究，并取得了較大突破與實際成果。
 
　　在植物所與福建三安集團共同努力下，產業(yè)基地首年完成投資超11億元，建成標準化廠房6萬平方米，成為全球最大的植物工廠。首個1萬平方米的植物工廠已于2016年6月順利投產，通過了食品安全管理體系ISO22000認證和質量管理體系ISO9001認證，日產綠色無污染、高質量蔬菜1.8噸，成為國內商業(yè)化人工光型植物工廠的杰出代表。
 
　　為了更有效地促進產學研有機結合和協(xié)同發(fā)展，“植物工廠研發(fā)中心”及技術指導委員會應運而生，由匡廷云院士、方精云院士擔任技術指導委員會主任。植物所先后優(yōu)選了近20名博士長期派駐福建三安集團開展技術研發(fā)并提供技術支撐。
 
　　經過雙方努力，中科三安植物工廠項目被列入中科院“十三五”重點培育方向，同時得到了中科院科發(fā)局STS項目支持，與此同時，植物工廠項目也列入了福建省重點支持項目之一。
 
　　為了促進科研與實體產業(yè)更加緊密地結合，雙方合作組建了“植物工廠研究院”。植物所推薦李紹華研究員擔任院長，十多位國內外知名科學家擔任科研顧問。研究院設立以植物照明、生物制藥、裝備研究、資源開發(fā)、檢測檢驗為目標的研究方向，有機結合光生物學、園藝學、營養(yǎng)學、植物學、植物化學等學科開展工作。
 
　　李紹華向記者透露，研究院將利用企業(yè)自身在技術、資金、人才方面的優(yōu)勢，率先在國內主要特大型城市建設規(guī)模以上示范基地，為消費者提供綠色無污染、高品質的蔬菜、瓜果和保健食品，并在國外熱點地區(qū)建立示范基地，推廣具有我國自主知識產權的系統(tǒng)裝備和相關技術。
 
　　“植物工廠憑借其在產能、食品安全上的優(yōu)勢，相比傳統(tǒng)的大田栽培，會越來越有競爭力，更大范圍地惠及百姓�！崩罱B華說。
 
　　軟硬結合打造健康食材
 
　　“植物工廠的打造需要同時具備軟件和硬件，軟件就是首先要考慮培養(yǎng)什么樣的植物，比如蔬菜、水果、花卉等。而硬件就是要具備高新技術，每種植物都需要了解具體的光配方、營養(yǎng)組合等等，根據(jù)植物的需要智能化調節(jié)環(huán)境，通過合成生物學、基因工程等高新技術來‘改造’，使植物能滿足我們對品質的要求�！笨锿⒃票硎�。
 
　　實際上，植物工廠給每個植物都進行了科學的“光配方”�！肮馀浞健笔且豁椄鶕�(jù)不同植物品種在不同發(fā)育階段所需要的光照進行的長期復雜性研究，是開發(fā)的重點，“‘光配方’意味著更快的生長速度、更高的產量和更優(yōu)秀的品質�！崩罱B華介紹。
 
　　植物工廠以節(jié)能LED植物生長燈為光源，采用制冷—加熱雙向調溫控濕、光照—二氧化碳耦聯(lián)光合與氣肥調控、營養(yǎng)液在線檢測與控制等相互關聯(lián)的控制子系統(tǒng)，可實時對植物工廠的溫度、濕度、光照、氣流、二氧化碳濃度以及營養(yǎng)液等環(huán)境要素進行自動監(jiān)控，實現(xiàn)智能化管理。
 
　　經過創(chuàng)新研發(fā)和科技攻關，中科三安科研團隊在兩年多的時間里取得多項技術突破，包括植物光配方的研發(fā)以及植物照明產品的研制、高效均衡植物營養(yǎng)液的開發(fā)及其循環(huán)利用方式的創(chuàng)新、蔬菜品種的選擇及其栽培方式的優(yōu)化、智能化栽培設施的研制等等。
 
　　目前，中科三安植物工廠的蔬菜產品已在福建廈門、福州和泉州等地100多家大型商超、星級酒店和高檔餐廳陸續(xù)上市，得到了消費者的高度好評。
 
　　“他們只要用了我們的產品就離不開了，因為這種生產方式有很多特點是傳統(tǒng)農業(yè)沒有的，比如周年沒有季節(jié)變化、品質變化、價格變化，不再靠天吃飯，這種‘穩(wěn)定’正是商業(yè)經濟需要的。”占卓表示，他們還在對蔬菜品質進行提升，讓口感、風味等進一步優(yōu)化。
 
　　今年9月，中科三安植物工廠的產品作為金磚國家領導人會晤宴餐的指定產品，擺上了國宴餐桌，并得到各國賓客的青睞，這更讓科研人員增加了研發(fā)的動力。
 
　　除了在國內吃香，中科三安植物工廠以及配套技術同樣走出了國門。該公司已在美國內華達州拉斯維加斯投資建成了2萬平方米的生產基地，首個5千平方米的植物工廠將在今年年底投產，產品全部供應拉斯維加斯的米高梅MGM酒店等星級酒店。
 
　　占卓介紹，公司已獲授權84項專利，發(fā)明專利占65%以上，公司關鍵性技術設備的PCT國際專利已覆蓋歐美等國家和地區(qū)，并出口美國、歐洲、日本、新加坡等國，代表了我國先進室內設施農業(yè)的頂尖水平，已具備向發(fā)達國家輸出的能力。
 
　　新藥研發(fā)助力大健康產業(yè)
 
　　關于植物工廠的應用領域，中科三安還有一個重要的計劃就是對創(chuàng)新藥物的研發(fā)，這也是他們未來的主攻方向之一。
 
　　“我們要選一些在野外環(huán)境里難以生存、難以復制、難以獲得，同時在工廠可以解決，而傳統(tǒng)生產方式或者培育方式不能培育的材料，通過工廠化技術調節(jié)讓材料里面的植物化合物和代謝產物富集起來，這就為我們做生物醫(yī)藥材料開辟了新的途徑，獲得有效成分的成本和來源更穩(wěn)定。”占卓說。
 
　　不僅如此，在匡廷云看來，植物工廠在促進中醫(yī)藥產業(yè)發(fā)展方面也會發(fā)揮很大的作用。傳統(tǒng)中藥材種植，常常受到農藥污染或者重金屬污染的影響，而且有效成分含量并不穩(wěn)定，這會大大影響配方治療效果。如果用植物工廠來生產名貴中藥材，其產量、品質以及有效成分都可以得到保證。
 
　　位于湖頭基地的植物工廠，不僅生產高品質的安全蔬菜，更有保健品、特種藥用植物生產及抗腫瘤等重大疾病醫(yī)藥中間體材料等。
 
　　今年7月開始，公司正式開始藥用植物在植物工廠的生產，首條金線蓮生產線已投產，并取得有機轉換認證證書。記者在中科三安植物工廠的生產車間里看到了健康生長的金線蓮、石斛等多種名貴中草藥材。
 
　　“創(chuàng)新藥物的研發(fā)，將來可以為人類大健康產業(yè)作出貢獻。不過，研究起步較晚，一切才剛剛開始，未來還有很長的路要走�！崩罱B華說。
 
　　占卓認為，植物工廠的發(fā)展前景不可限量。該公司生產的太陽能一體化集裝箱植物工廠已經發(fā)往邊疆，將首次在5千米海拔高度的無人區(qū)實現(xiàn)蔬菜生產，為保障邊防戰(zhàn)士的生活補給作出貢獻。
 
　　“植物工廠是設施農業(yè)的最高級發(fā)展階段，能大幅提高土地利用率，解決日益突出的食品安全問題；不僅在都市農業(yè)，還將在國防裝備、遠洋艦船、沙漠荒島、航空航天等特殊環(huán)境領域，具有重要的戰(zhàn)略意義和廣闊的應用空間�！闭甲繉χ参锕S的未來充滿了信心。